Атлас РСА сигнатур ледяного покрова арктических морей: возможности использования для обеспечения безопасности ледового плавания

Задача оптимизации ледового плавания в морях Российской Арктики в последнее десятилетие приобрела новое стратегическое значение, связанное с необходимостью решительных действий по развитию транспортной системы и стимуляции экономической активности в Арктической зоне РФ в условиях повышенного интереса других ведущих мировых держав к этому региону. Даже несмотря на наблюдаемое потепление климата (Катцов, Павлова, 2015) и сопровождающее его изменение возрастного состава льда в акваториях морей Северного Ледовитого океана, транзитное плавание по Северному морскому пути (СМП) даже в самые "мягкие" сезоны сопряжено с повышенными рисками для следующих по соответствующим маршрутам судов. Движение по трассе СМП требует использования комплекса средств обеспечения безопасности плавания. Оперативные данные о ледовой обстановке на обширных пространствах могут быть получены в полном объеме лишь при использовании средств всепогодной диагностики состояния акваторий - радаров с синтезированной апертурой (РСА) спутникового базирования (Йоханнессен и др., 2007). При этом для адекватной интерпретации получаемых данных необходим существенный по объему массив априорной информации.
Настоящая работа посвящена созданию атласа РСА сигнатур ледяного покрова арктических морей, пригодного для использования в качестве справочника для сотрудников Штаба морских операций в Мурманске и судовых экипажей. Атлас, формируемый на основе архива данных 2002-2020 гг. с нескольких спутниковых аппаратов, содержит богатый набор примеров возможных вариантов ледовой обстановки с параметрическими описаниями РСА сигнатур и комментариями экспертов. Для валидации задействованы данные подспутниковых экспериментов, проводившихся на борту атомных ледоколов и летающих лабораторий Ан-24 "Арктика" и Л-410 "Норд".
При подготовке материалов атласа для ключевых участков Арктики, имеющих определенные характеристики границы "вода-лед-снег-атмосфера" и соответствующие им специфические радиофизические свойства, был выполнен анализ многолетней климатической изменчивости дрейфующего и припайного льда (Мелентьев и др., 2019).
В рамках инициативных работ полученные при формирования атласа данные были использованы Штабом морских операций в Мурманске для выбора определенных маршрутов движения судов (например, на границе Печорского и Карского морей). Кроме того, ретроспективный анализ РСА данных позволил восстановить последовательность событий при нескольких чрезвычайных происшествиях.
Всестороннее рассмотрение типичных ситуаций, с которыми сталкиваются судоводители на СМП, дополненное аннотированными схемами на основе РСА изображений, в сочетании с практическими рекомендациями для штурманов в перспективе позволит оптимизировать маршруты движения судов и сделать шаг к построению более эффективной транспортной системы в Арктике.
Работа выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации, соглашение № FSRF-2020-0004, "Научные основы построения архитектур и систем связи бортовых информационно-вычислительных комплексов нового поколения для авиационных, космических систем и беспилотных транспортных средств".